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n+型Ge半導体層形成方法およびオーミック接触構造 新技術説明会

国内特許コード P140010423
整理番号 24‐04
掲載日 2014年4月3日
出願番号 特願2012-184731
公開番号 特開2014-041987
出願日 平成24年8月24日(2012.8.24)
公開日 平成26年3月6日(2014.3.6)
発明者
  • 葉 文昌
出願人
  • 国立大学法人島根大学
発明の名称 n+型Ge半導体層形成方法およびオーミック接触構造 新技術説明会
発明の概要 【課題】安価なプロセスにより、電極層とn-Ge層の接触抵抗を低減するn+型Ge半導体層形成方法およびオーミック接触構造を提供する。
【解決手段】GeとSbとを同時に直流スパッタ堆積法により所定基板上にエピタキシャル成長させ、電子濃度が1019cm-3以上のn型Ge層を形成する。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要



これまでLSIの材料にはSiが用いられている。しかし、近年では移動度が高いGeが注目されつつある。また、太陽電池に関しても現在主流のSi材料では近赤外光の吸収に限界があり、近赤外を吸収する材料としてGeが注目されている。





ここで、Geはn型Ge(以降においてn-Geと適宜表記するものとする。)と金属電極との間でフェルミレベルピンニング現象によって金属からn型Ge方向に流れる電子に対して障壁φが発生し(図1a)、この結果として接触抵抗が高くなることが知られている。





n型Geと金属電極の間に、電子濃度(キャリア濃度)を高めたn型Ge層(以降においてn-Geまたはn型Geと適宜表記するものとする。)を入れれば空乏層が極度に狭まり、図1bに示すように電子がトンネリングし、オーミック接触となることが予想される。





しかしn型ドーパントとなる5族原子はGeに対する固溶限が低く、また拡散係数が高いため、1018cm-3以上の電子濃度を高めたn-Ge層は実現できておらず、オーミック接触となることも確かめられていない。





このフェルミレベルピンニング現象による接触抵抗をなくすため、従来では次の二つのアプローチがなされている。一つは、n-Geと金属電極との界面に超薄絶縁膜を挿入する方法である(非特許文献1ではGeOx膜を挿入している)。もう一つは、n-Geと金属電極との界面に、ドーパントを高濃度にドープしたSi層(以降においてn-Si層と適宜表記するものとする。)を挿入する方法である(特許文献1)。





しかしながら、従来の技術では以下の問題点があった。

超薄絶縁膜を挿入する方法では、絶縁膜の持つ高い障壁によりトンネリング抵抗が発生し、十分に低い抵抗が得られない。また、n-Si層を挿入する方法では、Ge上にSi層をエピタキシャル成長させることが困難であり、かつ、形成プロセスが安価でないため工業化が困難である。

産業上の利用分野



本発明は、n型Ge半導体層形成方法およびオーミック接触構造に関し、特に、Ge系LSI等に適用可能なn型Ge半導体層形成方法およびオーミック接触構造に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
GeとSbとを同時に直流スパッタ堆積法により所定基板上にエピタキシャル成長させ、電子濃度が1019cm-3以上のn型Ge層を形成することを特徴とするn型Ge半導体層形成方法。

【請求項2】
電極用金属層とn型Ge層との間に、請求項1に記載のn型Ge半導体層形成方法により電子濃度が1019cm-3以上で厚みが2nm以上のn型Ge層を形成したことを特徴とするオーミック接触構造。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2012184731thum.jpg
出願権利状態 公開
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